脫硫塔噴淋層設(shè)計(jì)
噴淋塔噴淋層中噴淋管及管網(wǎng)的設(shè)計(jì)
噴淋層又可以稱為液體分布器,它是由噴淋管和噴嘴組成,將夜通過(guò)噴淋管的分配作用達(dá)到均勻分布的每個(gè)噴嘴,由噴嘴噴出,與逆向流動(dòng)的煙氣充分接觸,SO2污染氣體即在此吸收。
①噴淋層中的噴淋管目前主要有2種材質(zhì)和結(jié)構(gòu)形式:
(1)全玻璃鋼(FRP)材質(zhì),由于玻璃鋼的材料特性,這種結(jié)構(gòu)需要在噴淋管底部設(shè)置支撐梁。
(2)主管用碳鋼,內(nèi)外襯膠,支管用FRP管,主管和支管之間用法蘭連接,主采用等徑鋼管,管徑大、壁厚,自身起到支撐梁的作用,F(xiàn)RP支管底部可以不設(shè)支撐梁。
②噴淋塔噴淋層中管網(wǎng)的作用是漿液通過(guò)分布在噴淋管上的噴嘴噴出霧狀液以吸收煙氣中的S02。要求管內(nèi)外均蝕,管內(nèi)同時(shí)要求耐漿液腐蝕,管表面要求耐漿液沖刷。其設(shè)計(jì),首先要考慮噴頭的布置,應(yīng)塔內(nèi)噴出漿液勻稱,避免疏密不均。噴頭的數(shù)量根據(jù)液/氣比需要的漿液量而定。為漿液與煙氣的接觸充分,一般噴漿管分成3~4層(極個(gè)別廠有用2層的,但用的是錐尾式單向噴頭),噴淋層間距通常為lm~2m,一般按1.5~1.7m計(jì)。
噴淋塔噴嘴的設(shè)計(jì)
噴嘴的性能對(duì)脫硫率有重要影響。目前在濕法噴淋層脫硫塔內(nèi)通常采用空心錐切線型、實(shí)心錐切線型、雙空心錐切線型、實(shí)心錐、螺旋型5種噴嘴。常用的脫硫噴嘴有2種形式:螺旋型實(shí)心錐噴嘴和空心錐切線型噴嘴。螺旋型實(shí)心錐噴嘴的特點(diǎn)是噴淋量大,所以噴嘴個(gè)數(shù)少,缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)易碎,且液滴均勻性也有待提高。在濕法脫硫吸收塔上,空心錐切線型噴嘴是螺旋型實(shí)心噴嘴的替代產(chǎn)品,其自由直徑大,具有自清洗功能,應(yīng)用普遍,因此選用該型式噴嘴。脫硫噴嘴采用的材料主要有反應(yīng)燒結(jié)碳化硅(RBSC)和氮化硅結(jié)合碳化硅(SNBSC)。RB-SC屬于陶瓷,顯氣孔率小,彎曲強(qiáng)度大,適用于制作的螺旋型噴嘴。SNBSC主要制造空心錐類噴嘴。目前,脫硫噴嘴的國(guó)產(chǎn)化率仍然很低,有的廠家正在開(kāi)拓脫硫噴嘴業(yè)務(wù),但是目前的制作還處于粗曠型模型仿制階段。從公司的供貨情況看SNBSC是噴嘴的主導(dǎo)材料。各噴淋層噴嘴錯(cuò)開(kāi)布置,漿液重疊覆蓋率至少達(dá)170%~250%,最外層噴嘴與塔壁要保持合理距離,防止塔壁穿孔漏漿。
噴淋塔噴嘴的選擇
漿液本身要求噴頭能蝕。但由于噴嘴處壓力較高,流速較大,內(nèi)部要求能蝕,表面要求能耐沖刷(因?yàn)橛猩蠈訚{液噴下)。故噴頭材料要求全部用碳化硅制成。這種大流量的漩流霧化噴頭國(guó)內(nèi)制造質(zhì)量還達(dá)不到要求,已有工廠生產(chǎn)。該噴頭最上一層是單噴,下面2~3層均采用上 下同時(shí)噴的形式,一般是上噴角度為20℃.流量占該噴頭總量的70%,下噴角度是90度,流量占30%,近塔壁的均用上下噴角為90度的噴頭。這種噴頭有法蘭連接和絲扣連接,承插連接三種,如噴漿管用FRP材料,則應(yīng)用后兩者連接方式,如用鋼管內(nèi)外橡膠,則只能用前者。
噴嘴特性參數(shù) 噴嘴的特性參數(shù)主要有噴嘴壓降、噴霧角、噴嘴流量等。 (1)噴嘴壓降是指漿液通過(guò)噴嘴通道時(shí)所產(chǎn)生的壓力損失,主要與結(jié)構(gòu)參數(shù)和漿液粘度等因素有關(guān)。壓降越大,系統(tǒng)能耗也越大。一般WFGD噴淋系統(tǒng)噴嘴壓降典型值為0.05-0.1MPa。 (2)噴霧角是指漿液離開(kāi)噴嘴口后形成的液膜錐的錐角,主要受噴嘴孔半徑、旋轉(zhuǎn)室半徑和漿液入口半徑等因素影響。選擇噴霧角時(shí),與噴嘴在塔內(nèi)布置相結(jié)合,塔內(nèi)覆蓋均勻度與覆蓋率,通常要求噴淋角為90~120。。 (3)噴嘴流量是指單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)噴嘴的體積流量,主要與壓降、噴嘴結(jié)構(gòu)參數(shù)等因素有關(guān)。噴嘴流量根據(jù)系統(tǒng)布置與工藝計(jì)算確定“唧。
噴淋塔噴嘴在塔內(nèi)布置設(shè)計(jì) 噴嘴在塔內(nèi)布置是非常重要的,只有進(jìn)行合理、優(yōu)化的噴嘴布置設(shè)計(jì),才能達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求,使脫硫系統(tǒng)達(dá)到高脫硫率。其中噴嘴在塔內(nèi)布置的方法有兩種:一種是同心圓布置,另一種是矩陣式布置。
進(jìn)行噴嘴在塔內(nèi)布置設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意以下問(wèn)題:
(1)選擇合理的噴嘴覆蓋高度,通常根據(jù)噴嘴特性及兩層噴淋之間距離來(lái)確定。
(2)選擇合理的單層噴嘴個(gè)數(shù)。一般來(lái)說(shuō),噴嘴個(gè)數(shù)根據(jù)工藝計(jì)算來(lái)確定。通常每層布置一個(gè)噴淋管網(wǎng),每層應(yīng)裝有足夠多的噴嘴,盡量減少連接噴嘴的管道長(zhǎng)度。
(3)當(dāng)噴嘴覆蓋高度確定以后,則就可以計(jì)算單個(gè)噴嘴的覆蓋面積,
(4)當(dāng)在脫硫塔內(nèi)布置噴嘴時(shí),選擇合適的噴嘴之間的距離。通常根據(jù)噴嘴個(gè)數(shù)和脫硫塔直徑來(lái)選擇噴嘴間距,并要與連接噴嘴的噴管布置方案整體考慮。
(5)選擇合理的經(jīng)濟(jì)流速,并根據(jù)噴管產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定石灰石漿液母管和支管直徑。
(6)當(dāng)檢驗(yàn)噴淋塔噴淋層在脫硫塔覆蓋率時(shí),不僅要考慮噴嘴液流與母管、支管和支撐的碰撞對(duì)覆蓋率的影響,還要考慮所有噴嘴在脫硫塔內(nèi)覆蓋均勻度。
工程設(shè)計(jì)時(shí)通常要求塔內(nèi)噴淋覆蓋率為200%~300%,且覆蓋比較均勻。進(jìn)行噴淋層間距選擇時(shí)還要考慮噴嘴液流與母管、支管和支撐的碰撞對(duì)覆蓋率的影響。